Pulse Descriptor Word (PDW) simulator - version 1.0

Abstract

When developing pulse handling algorithms, a developer may face various problems with respect to the use of real data to test his or her algorithms. Some of these problems can be solved by using simulated data instead (or in addition). We have developed a first version of a Pulse Descriptor Word (PDW) simulator with a user-friendly interface in Matlab. The simulator produces PDWs with information about time of arrival (TOA), amplitude, frequency, pulse width, and angle of arrival (AOA), based on information about scene geometry and radar and sensor properties. Applying the PDW simulator to a test scenario has shown that the simulator produces quite realistic output. The PDW simulator was also used to test a deinterleaving algorithm – the LINE Deinterleaver. The benefits of controlling the input scenario, as well as knowing the absolute truth about which pulse belongs to which radar, was clearly seen for this type of application. We conclude that the PDW simulator could be a valuable additional tool when developing and testing pulse handling algorithms. The current version of the PDW simulator software simulates rotating radars in 2 dimensions on a flat Earth. Future versions of the software could be expanded to operate in 3 dimensions and to use an elliptical Earth. Obstacles could be added to the scenario, and integration of the software with 3D maps could open up for the possibility to create realistic geographic scenarios. Non-rotating radars and additional parameters and measurements such as crystal frequency and Doppler could also be included. The user interface could be upgraded to further facilitate the use of the PDW simulator.

I arbeidet med å utvikle algoritmer som skal håndtere pulser, vil en programutvikler møte ulike problemstillinger med hensyn på det å bruke reelle data til å teste algoritmene sine. Noen av disse problemene kan løses ved å bruke simulerte data i stedet (eventuelt i tillegg). Vi har utviklet en første versjon av en Pulse Descriptor Word (PDW)-simulator med et brukervennlig brukergrensesnitt i Matlab. Simulatoren genererer PDWer som inneholder informasjon om ankomsttid (TOA), amplitude, frekvens, pulsbredde og ankomstvinkel, basert på informasjon om radarenes og sensorenes egenskaper samt geometrien i scenen. Bruk av PDW-simulatoren på et test-scenario har vist at simulatoren kan generere nokså realistiske PDWer. Simulatoren har også blitt brukt til å teste en pulssorteringsalgoritme – LINE pulssorterer. For denne typen applikasjon var det åpenbare fordeler med å ha kontroll på inputscenarioet, samt å kjenne ”fasiten” på hvilken puls som hører til hvilken radar. Vi konkluderer med at PDW-simulatoren vil kunne være et verdifullt tilleggsverktøy ved utvikling og testing av algoritmer som håndterer pulser. Dagens versjon av PDW-simulator programvaren simulerer roterende radarer i 2 dimensjoner på flat jord. I fremtidige versjoner av programvaren kunne man tenke seg muligheten av å utvide simulatoren til å operere i 3 dimensjoner samt benytte elliptisk jord i beregningene. Hindringer (objekter som helt eller delvis blokkerer utsendte radarpulser) kunne inkluderes i scenarioet, og ved å integrere programvaren med 3D-kart ville man få muligheten til å skape realistiske geografiske scenarioer. Man kunne også inkludere ikke-roterende radarer samt nye parametere og målinger slik som krystallfrekvens og Doppler i programvaren. Brukergrensesnittet kunne oppgraderes ytterligere slik at PDW-simulatoren blir enda mer brukervennlig.